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El aparato respiratorio (INTRODUCCIÓN) El aparato respiratorio contribuye con la homeostasis al ocuparse del intercambio gaseoso (oxígeno y dióxido de carbono) entre el aire atmosférico, la sangre y las células de los tejidos. También contribuye a ajustar el pH de los líquidos corporales. Las células utilizan oxigeno (O2) continuamente para las reacciones metabólicas que liberan energía de las moléculas de los nutrientes y producen adenosintrifosfato (ATP). En forma simultánea, estas reacciones liberan dióxido de carbono (CO2). Como la acumulación de una cantidad excesiva de CO2 produce una acidez que puede ser toxica para las células, el exceso debe eliminarse rápida y eficientemente. Los aparatos cardiovascular y respiratorio cooperan para proveer O2 y eliminar CO2. El aparato respiratorio se encarga del intercambio de gases, que consiste en la captación de O2 y la eliminación de CO2, y el cardiovascular transporta la sangre que contiene estos gases, entre los pulmones y las células del cuerpo. La falla de cualquiera de los dos altera la homeostasis y causa la muerte celular rápida por falta de oxígeno y acumulación de productos de desecho. Además de intervenir en el intercambio gaseoso, el aparato respiratorio también participa en la regulación del pH sanguíneo, contiene receptores para el sentido del olfato, filtra el aire inspirado, origina sonidos y se deshace de parte del agua y el calor corporal a través del aire espirado ESTRUCTURAS DEL APARATO RESPIRATORIO Margarita El aparato respiratorio está compuesto por la nariz, la faringe (garganta), la laringe (caja de resonancia u órgano de la voz), la tráquea, los bronquios y los pulmones. Sus partes se pueden clasificar de acuerdo con su estructura o su función. Según su estructura, el aparato respiratorio consta de dos porciones: 1) el aparato respiratorio superior : que incluye la nariz, cavidad nasal, la faringe y las estructuras asociadas
2) el aparato respiratorio inferior : que incluye la laringe, la tráquea, los bronquios y los pulmones. De acuerdo con su función , el aparato respiratorio también puede dividirse en dos partes: 1) la zona de conducción : compuesta por una serie de cavidades y tubos interconectados, tanto fuera como dentro de los pulmones (nariz, cavidad nasal, faringe, laringe, tráquea, bronquios, bronquiolos y bronquiolos terminales), que filtran, calientan y humidifican el aire y lo conducen hacia los pulmones 2) la zona respiratoria: constituida por tubos y tejidos dentro de los pulmones responsables del intercambio gaseoso (bronquiolos respiratorios, conductos alveolares, sacos alveolares y alveolos), donde se produce el intercambio de gases entre el aire y la sangre. NARIZ La nariz es un órgano especializado localizado en la entrada del aparato respiratorio, que puede dividirse en una porción externa y una interna denominada cavidad nasal. La porción externa es la parte de la nariz visible en la cara y consiste en un armazón de soporte óseo y de cartílago hialino cubierto por musculo y piel, revestido por una mucosa. El marco óseo de la porción externa dela nariz está constituido por los huesos frontal, nasales y maxilar. La estructura cartilaginosa está conformada por el cartílago nasal septal que forma la porción anterior del tabique nasal, los cartílagos nasales laterales, debajo de los huesos nasales, y los cartílagos alares, que constituyen parte de las paredes de las fosas nasales. Como el soporte cartilaginoso está compuesto por cartílago hialino, la porción externa de la nariz es bastante flexible. En la parte inferior de la nariz hay dos aberturas llamadas narinas u orificios nasales. Las estructuras internas de la porción externa de la nariz cumplen tres funciones:
- Calentamiento, humidificación, y filtración del aire inhalado
- Detección del estímulo olfatorio.
- Modificación de las vibraciones vocales a medida que pasan a través de las cámaras de resonancia, que son huecas y poseen gran tamaño. La porcion interna de la nariz o cavidad nasal es un gran espacio en la región anterior del craneo, ubicado en posición inferior con respecto al hueso nasal y superior en relación con la cavidad bucal; esta revestida por musculo y mucosa. En su parte anterior, la cavidad nasal se continúa con la porción externa de la nariz y en su parte posterior se comunica con la faringe, a traves de dos aberturas llamadas narinas internas o coanas. Los conductos de los senos paranasales, que
El cartílago tiroides (nuez de Adán) consta de dos laminas fusionadas de cartilago hialino, que forman la pared anterior de la laringe y le confieren una forma triangular. La epiglotis es un fragmento grande de cartilago elastico en forma de hoja, cubierto de epitelio El cartílago cricoides es un anillo compuesto por cartilago hialino que forma la pared inferior de la laringe. Los cartílagos aritenoides pares son piezas triangulares compuestas, sobre todo, por cartilago hialino y localizadas en el borde posterosuperior del cartilago cricoides. Los cartílagos corniculados son dos piezas cuneiformes de cartilago elastico, situados en el vertice de cada cartilago aritenoides. Los cartílagos cuneiformes (en forma de cuna), tambien pares, son cartílagos elasticos en forma de maza, localizados delante de los cartílagos corniculados, que sostienen los pliegues vocales y las paredes laterales de la epiglotis. TRAQUEA (LIZ) Es un conducto aéreo tubular, se localiza por delante del esófago se extiende desde la laringe hasta el borde superior de la quinta vertebra torácica (T5), donde se divide en los bronquios principales derecho e izquierdo. La pared de la tráquea está compuesta por las siguientes capas, desde la más profunda hasta la más superficial:
- Mucosa, 2) Submucosa, 3) cartílago hialino y 4) adventicia (tejido conectivo areolar).
1. La mucosa de la tráquea consiste en una capa de epitelio cilíndrico seudoestratificado ciliado, y una capa subyacente de lámina propia, que contiene fibras elásticas y reticulares. Este epitelio proporciona la misma protección contra el polvo atmosférico que la membrana de revestimiento de la cavidad nasal y la laringe. 2. La submucosa está constituida por tejido conectivo areolar, que contiene glandulas seromucosas y sus conductos. 3.El cartílago permanece abierto por la presencia de una membrana fibromuscular 4. La adventicia traqueal consiste en tejido conectivo areolar, que conecta la tráquea con los tejidos circundantes. BRONQUIOS
Un bronquio se encuentra en el aparato respiratorio y es uno de los conductos tubulares fibrocartilaginosos en que se bifurca la tráquea a la altura de la IV vértebra torácica, y que entran en el parénquima pulmonar, conduciendo el aire desde la tráquea a los bronquios y estos a los bronquiolos y luego a los alveolos pulmonares. Los bronquios son la entrada a los pulmones. Se dividen en dos, el derecho y el izquierdo; el derecho cuenta con tres ramas mientras que el izquierdo con dos. Cada bronquio se dirige asimétricamente hacia el lado derecho e izquierdo formando los bronquios respectivos de cada lado. El bronquio derecho es más corto (2-3 cm) y ancho que el bronquio izquierdo (3-5 cm). El bronquio derecho penetra en el pulmón de manera más vertical, mientras que el bronquio izquierdo entra en su respectivo pulmón más horizontalmente. El número de cartílagos del bronquio derecho es de 6-8 y los del bronquio izquierdo de 9-12. El bronquio derecho se divide progresivamente en tres ramas(lóbulo) de menor calibre (superior, medio e inferior) y el bronquio izquierdo se divide en dos (superior e inferior).^1 PULMONES (Laura) Los pulmones (de pulmón, liviano, porque flotan) son órganos pares, de forma cónica, situados en la cavidad torácica, están separados entre sí por el corazón y otros órganos del mediastino, estructura que divide la cavidad torácica en dos compartimientos anatómicos distintos. Dos capas de serosa, que constituyen la membrana pleural, encierran y protegen a cada pulmón. La capa superficial, denominada pleura parietal, tapiza la pared de la cavidad torácica; la capa profunda o pleura visceral reviste a los pulmones. LÓBULOS, FISURAS Y LOBULILLOS Una o dos fisuras dividen cada pulmón en lóbulos .Ambos pulmones tienen una fisura oblicua, que se extiende en dirección anteroinferior; el pulmón derecho también tiene una fisura horizontal. La fisura oblicua del pulmón izquierdo separa el lóbulo superior del lóbulo inferior. En el derecho, la parte superior de la fisura oblicua separa el lóbulo superior del inferior, mientras que la parte inferior de la fisura oblicua separa el lóbulo inferior del lóbulo medio , que está delimitado en la región superior por la fisura horizontal. Cada segmento broncopulmonar tiene numerosos compartimentos pequeños (lobulillos) y cada uno de ellos está envuelto en tejido conectivo elástico y contiene un vaso linfático, una arteriola, una vénula y una rama de un bronquiolo termina ALVEOLOS
INSPIRACIÓN
El ingreso del aire en los pulmones se llama inspiración (inhalación). Antes de cada inspiración, la presión del aire dentro de los pulmones es igual a la presión atmosférica, que en el nivel del mar es de alrededor de 760 milímetros de mercurio (mm Hg) o 1 atmosfera (atm). NO OLVIDES, RECUERDA QUE Para que el aire ingrese en los pulmones, la presión dentro de los alveolos debe ser menor que la presión atmosférica. Esta condición se logra a través del aumento del tamaño de los pulmones. OJO AL DATO ESTO SE MUEVE (NO SE DICE SOLO ES PARA QUE SE GUIEN) La presión de un gas en un compartimiento cerrado es inversamente proporcional al volumen del recipiente que lo contiene, lo que significa que si el tamaño de un recipiente cerrado aumenta, la presión del gas en su interior disminuye, y que si el tamaño del recipiente disminuye la presión en su interior aumenta. Esta relación inversa entre el volumen y la presión, llamada ley de Boyle, Se coloca un gas en un cilindro que tiene un pistón móvil y un manómetro; la presión inicial creada por las moléculas del gas que chocan contra las paredes del recipiente es 1 atm. Si el pistón desciende, el gas se comprime a un volumen menor, de manera que las moléculas de gas golpean contra una menor superficie de la pared. El manómetro muestra que la presión se duplica cuando el gas se comprime a la mitad de su volumen original. En otras palabras, el mismo número de moléculas en la mitad del volumen provoca el doble de presión. De manera inversa, si el pistón se eleva para incrementar el volumen, la presión disminuye. Por consiguiente, la presión de un gas varía en forma inversamente proporcional al volumen. ESPIRACION (se inicia con lo que dice aquí abajo no lo que está en la diapostiva La expulsión del aire (espiración) también depende del gradiente de presión, pero en este caso, en la dirección opuesta: la presión en los pulmones es mayor que la presión atmosférica. A diferencia de la inspiración, la espiración normal es un proceso pasivo porque no involucra contracciones musculares, sino que es el resultado del retroceso elástico de la pared del tórax y los pulmones, que tienen una tendencia natural a recuperar su forma original después de expandirse. La espiración comienza cuando los músculos inspiratorios se relajan. Cuando el diafragma se relaja, su cúpula asciende, a causa de su elasticidad. Cuando los músculos intercostales externos se relajan, las costillas descienden.
La espiración solo se vuelve activa durante la ventilación forzada, cuando se toca un instrumento de viento o durante el ejercicio. En esta oportunidad, se contraen los músculos espiratorios, esto es los abdominales y los intercostales internos lo que aumenta la presión en la región abdominal y el tórax. Volúmenes y Capacidades Pulmonares Andrea En reposo, un adulto sano efectúa en promedio 12 respiraciones por minuto, y con cada inspiración y espiración moviliza alrededor de 500 mL de aire hacia el interior y el exterior de los pulmones. La cantidad de aire que entra y sale en cada movimiento respiratorio se denomina volumen corriente (VC). La ventilación minuto (VM), que es el volumen total de aire inspirado y espirado por minuto, se calcula mediante la multiplicación de la frecuencia respiratoria por el volumen corriente: VM = 12 respiraciones/min × 500 mL/respiracion= 6 litros/min Una ventilación minuto más baja que lo normal suele indicar una disfunción pulmonar. El aparato que suele usarse para medir el volumen de aire intercambiado durante la respiración y la frecuencia respiratoria es el espirómetro (spirare-, respirar; y -metria, medida) o respirómetro. El registro se llama espirograma. La inspiración se registra como una deflexión positiva y la espiración, como una deflexión negativa.
La sangre transporta gases entre los pulmones y los tejidos del cuerpo. Cuando el O2 y el CO2 ingresan en la sangre, se producen ciertas reacciones químicas que favorecen el transporte y el intercambio gaseoso. (ESTO SI SE DICE) Después de que los alvéolos se hayan ventilado con aire limpio, la siguiente fase de la respiración es la difusión del oxígeno (O2) desde los alvéolos hacia la sangre pulmonar y la difusión del dióxido de carbono (CO2) en la dirección opuesta, desde la sangre a los alvéolos. El proceso de difusión es simplemente el movimiento aleatorio de moléculas en todas las direcciones a través de la membrana respiratoria y los líquidos adyacentes. Sin embargo, en fisiología respiratoria no solo interesa el mecanismo básico mediante el que se produce la difusión, sino también la velocidad a la que ocurre, que es un problema mucho más complejo, que precisa un conocimiento más profundo de la física dela difusión y del intercambio gaseoso. Base molecular de la difusión gaseosa Katherine Todos los gases importantes en fisiología respiratoria son moléculas simples que se mueven. Libremente entre sí por «difusión». Esto también se aplica a los gases que están disueltos en los líquidos y en los tejidos del cuerpo. Para que se produzca la difusión debe haber una fuente de energía. Esta fuente procede del movimiento cinético de las propias partículas. Excepto a la temperatura del cero absoluto, todas las moléculas de toda la materia están experimentando movimiento de manera continua. En el caso de las moléculas libres que no están unidas físicamente a otras, esto significa un movimiento lineal a una velocidad elevada hasta que chocan contra otras moléculas. Después rebotan en direcciones nuevas y siguen en movimiento hasta que chocan de nuevo con otras moléculas. De esta forma, las moléculas se mueven de manera rápida y aleatoria entre sí. Difusión neta de un gas en una dirección: efecto de un gradiente de concentración se producirá difusión neta del gas desde la zona de concentración elevada hacia la zona de concentración baja. La razón es evidente: hay muchas más moléculas en el extremo A de la cámara para difundir hacia el extremo B que moléculas para difundir en la dirección opuesta. Por tanto, las velocidades de difusión en cada una de las dos direcciones son diferentes proporcionalmente.
PRESIONES GASEOSAS EN UNA MEZCLA DE GASES: «PRESIONES
PARCIALES» DE GASES INDIVIDUALES
La presión está producida por múltiples impactos de partículas en movimiento contra una superficie. Por tanto, la presión de un gas que actúa sobre las superficies de las vías aéreas y de los alvéolos es proporcional a la suma de las fuerzas de los impactos de todas las moléculas de ese gas que chocan contra la superficie en cualquier momento dado. Esto significa que la presión es directamente proporcional a la concentración de las moléculas del gas. En fisiología respiratoria se manejan muestras de gases mezclas de gases, principalmente oxígeno, nitrógeno y dióxido de carbono. La velocidad de difusión de cada uno de estos gases es directamente proporcional a la presión que genera ese gas solo, que se denomina presión parcial de ese gas. EXPLICAREMOS CON UN EJEMPLO EL OCNCEPTO CLARO DE PRESION PARCIAL El concepto de presión parcial se puede explicar de la siguiente manera. Considérese el aire, que tiene una composición aproximada del 79% de nitrógeno y el 21% de oxígeno. La presión total de esta mezcla al nivel del mar es en promedio de 760 mmHg. A partir de la descripción previa de la base molecular de la presión es evidente que cada uno de los gases contribuye a la presión total en proporción directa a su concentración. Por tanto, el 79% de los 760 mmHg está producido por el nitrógeno (600 mmHg) y el 21% por el O2 (160 mmHg). Así, la «presión parcial» del nitrógeno en la mezcla es de 600 mmHg y la «presión parcial» del O2 es de 160 mmHg; la presión total es de 760 mmHg, la suma de las presiones parciales individuales. Las presiones parciales de los gases individuales en una mezcla se señalan por los símbolos Po2, Pco2, Pn2, Phe, etc. PRESIONES DE GASES DISUELTOS EN AGUA Y TEJIDOS MATIU Los gases disueltos en agua o en los tejidos corporales también ejercen una presión, porque las moléculas de gas disuelto se mueven de manera aleatoria y tienen energía cinética. Además, cuando el gas disuelto en el líquido entra en contacto con una superficie, como la membrana de una célula, ejerce su propia presión parcial de la misma manera que un gas en la fase gaseosa. Las presiones parciales de diferentes gases disueltos se denominan de la misma manera que las presiones parciales en estado gaseoso, es decir, Po2, Pco2, Pn2, Phe, etc. LAS COMPOSICIONES DEL AIRE ALVEOLAR Y EL AIRE ATMOSFÉRICO SON DIFERENTES El aire alveolar no tiene en modo alguno las mismas concentraciones de gases que el aire atmosférico. Hay varias razones para estas diferencias. Primero, el aire alveolar es sustituido solo de manera parcial por aire atmosférico en cada
excesivos de la oxigenación tisular, de la concentración tisular de CO2 y del pH tisular cuando se produce una interrupción temporal de la respiración. DIFUSIÓN DE GASES A TRAVÉS DE LA MEMBRANA RESPIRATORIA UNIDAD RESPIRATORIA la unidad respiratoria (también denominada «lobulillo respiratorio»), que está formada por un bronquíolo respiratorio, los conductos alveolares, los atrios y los alvéolos. Hay aproximadamente 300 millones de alvéolos en los dos pulmones, y cada alvéolo tiene un diámetro medio de aproximadamente 0,2 mm. Las paredes alveolares son muy delgadas y entre los alvéolos hay una red casi sólida de capilares interconectados,. De hecho, debido a lo extenso del plexo capilar, se ha descrito que el flujo de sangre en la pared alveolar es una «lámina» de sangre que fluye. Así, es evidente que los gases alveolares están muy próximos a la sangre de los capilares pulmonares. Además, el intercambio gaseoso entre el aire alveolar y la sangre pulmonar se produce a través de las membranas de todas las porciones terminales de los pulmones, no solo en los alvéolos. Todas estas membranas se conocen de manera colectiva como la membrana respiratoria, también denominada membrana pulmonar. REGULACIÓN PULMONAR EQUILIBRIO ACIDO BASE ANA CON SU AMADO ENZOR Existen tres formas de cooperación para garantizar un equilibrio acido base a nivel corporal
- Amortiguadores de los líquidos corporales (plasma sanguíneo) Amortiguador de bicarbonato donde el CO2 se desplaza hacia los pulmones para ser eliminado
- Regulación respiratoria (intercambio gaseoso del CO2 y O2) Es el resultado del mecanismo celular que mantiene un nivel de CO2 de 1.5mol/l que equivale a una PCO2 de 45mmhg Intermedio o inmediato en el intercambio respiratorio el co2 se transporta desde los tejidos hasta el pulmón El bicarbonato HCO3 se transporta por medio de las vías sanguíneas hacia los pulmones y se une a un hidrogenión H+ formando así acido carbónico H2CO3- y esta a su vez por la gran cantidad de encimas se desdobla en CO2 y H2O las cuales pueden ser eliminadas por humedad y a través del intercambio gaseoso
El O2 se une a la molécula de hemoglobina (hb) que tiene un hidrogenión y este es liberado para que pueda unirse con otro bicarbonato lo cual se convierte en un ciclo continuo Bien sabemos que al momento de unirse el O2 a la molécula de hb nos da como resultado una hemoglobina oxigenada (oxihemoglobina), esta se desplaza en el eritrocito hacia los tejidos y por el gradiente de concentración el O2 se desprende y ingresa a los tejidos y el CO2 que se esta produciendo en los tejidos se une al O2 para formar ácido carboxílico H2CO3 que a subes se puede disociar en un hidrogenión H+ que se puede unir a la hb y el restante que se disocia seria el bicarbonato para transportarse Asia el pulmón Sistema de retroalimentación Si aumenta la concentración de CO2 aumenta la producción de hidrogeniones H+, por eso a nivel del SNC encontramos un núcleo talámico llamado núcleo cardio respiratorio y este es sensible a los hidrogeniones pero también a el CO2 así que si alguno de estos dos aumenta en sangre también aumenta la frecuencia respiratoria(hiperventilación) dado que esta reacciona a tres factores elevación de H+ y CO2 y disminución de O2 con la finalidad de eliminar las cargas acidas es decir el CO2 por eso hablamos mucho de este proceso en las acidosis metabólica, Si nos encontramos con una alcalosis (disminución de H+ y CO2) el cerebro detectara disminuirá(hipoventilación) la frecuencia respiratoria para mantener el co2 para aumentar la concentración lo cual aumentara el PO2 y a su vez el nivel de hidrogeniones Para concluir el trasporte de CO2 debe unirse al HCO3- luego se disocia y se agrupa el O2 con la hb que se desplaza a los tejidos donde encontramos CO2 que al unirse al H2O y al O2 forman H2CO3 que a su vez produce bicarbonato que se transportara al momento por el cual se da la liberar un hidrogenión
- Control renal (regulación de pH) Este proceso se encarga de la disminución del acceso de bicarbonato cuando hay una sobreproducción de este y el pulmón no puede asimilarlo de forma adecuada
